C++语言程序设计课件 第06章 数组、指针与字符串.ppt

第六章数组 指针与字符串 C 语言程序设计 2 本章主要内容 数组指针动态存储分配深拷贝与浅拷贝字符串 3 数组的概念 数组是具有一定顺序关系的若干相同类型变量的集合体 组成数组的变量称为该数组的元素 数组属于构造类型 数组 4 数组的几点说明 数组的定义形式同C语言中的数组 数组名是常量 表示数组元素的首地址 数组下标从零开始 下标必须是整形表达式 数组元素可以在定义时直接给出初始值列表 数组元素作函数参数同简单变量作函数参数 数组名作函数参数传递的是地址值 二维数组在内存中按行存放 数组 5 对象数组 声明 类名数组名 元素个数 访问方法 数组名 下标 成员名 数组 6 对象数组初始化 数组中每一个元素对象被创建时 系统都会调用类构造函数初始化该对象 通过初始化列表赋值 PointA 2 Point 1 2 Point 3 4 如果没有为数组元素指定显式初始值 数组元素便使用默认值初始化 调用默认构造函数或带默认形参值的构造函数 PointA 2 Point 1 2 数组 7 数组元素所属类的构造函数 各元素对象的初值要求为相同的值时 可以声明具有默认形参值的构造函数 各元素对象的初值要求为不同的值时 需要声明带形参的构造函数 当数组中每一个对象被删除时 系统都要调用一次析构函数 数组 8 数组 includeusingnamespacestd classPoint public Point Point Point Point cout DefaultConstructorcalled endl Point Point cout Destructorcalled endl voidmain PointA 2 P163例6 3 9 声明例 inti int i pointer 概念指针 内存地址 用于间接访问内存单元指针变量 用于存放地址的变量 引用i pointer 指针 指针变量的概念 10 语法形式存储类型数据类型 指针名 初始地址 例 inta pa 注意事项用变量地址作为初值时 该变量必须在指针初始化之前已说明过 且变量类型应与指针类型一致 可以用一个已赋初值的指针去初始化另一个指针变量 不要用一个内部auto变量去初始化static指针 指针 指针变量的初始化 11 指针名 地址向指针变量赋的值必须是地址常量或变量 不能是普通整数 但可以赋值为整数0 表示空指针 指针的类型是它所指向变量的类型 而不是指针本身数据值的类型 任何一个指针本身的数据值都是unsignedlongint型 允许声明指向void类型的指针 该指针可以被赋予任何类型对象的地址 但是不能通过void类型的指针间接访问所指向的变量 必须经过强制类型转换 指针 指针变量的赋值 12 例6 6void类型指针的使用 includeusingnamespacestd voidvobject 错 不能声明void类型的变量void pv 对 可以声明void类型的指针int pint inti voidmain cout i i endl pv 指针 cout pv int pv endl 13 指针变量的算术运算 指针与整数的加减运算指针p加上或减去n 其意义是指针当前指向位置的前方或后方第n个数据的地址 这种运算的结果值取决于指针指向的数据类型 指针自增 自减运算指向下一个或前一个数据 例如 y px 相当于y px 和 优先级相同 自右向左运算 指针 short pa 14 pb 1 pb pb 1 pb 2 pb 1 pb pb 1 pb 2 long pb 15 16 关系运算指向相同类型数据的指针之间可以进行 与 的关系运算 指向不同数据类型的指针 以及指针与一般整数变量之间的关系运算是无意义的 指针可以和零之间进行等于或不等于的关系运算 例如 p 0或p 0 指针变量的关系运算 指针 17 指向数组元素的指针 声明与赋值例 inta 10 pa pa 通过指针引用数组元素经过上述声明及赋值后 pa就是a 0 pa i 就是a i a i pa i a i pa i 都是等效的 不能写a 因为a是数组首地址 是常量 指针 18 指针数组 数组的元素是指针类型例 Point pa 2 由pa 0 pa 1 两个指针组成 指针 19 例6 8利用指针数组存放单位矩阵 includeusingnamespacestd voidmain intline1 1 0 0 声明数组 矩阵的第一行intline2 0 1 0 声明数组 矩阵的第二行intline3 0 0 1 声明数组 矩阵的第三行int p line 3 声明整型指针数组p line 0 line1 初始化指针数组元素p line 1 line2 p line 2 line3 指针 输出单位矩阵cout Matrixtest endl for inti 0 i 3 i for intj 0 j 3 j cout cout endl 输出结果为 Matrixtest 100010001 20 指针 也可以写成 p line i j 或 p line i j p line i j 21 例6 9二维数组举例 includeusingnamespacestd voidmain inta 2 3 11 12 13 21 22 23 int p1 3 a for inti 0 i 2 i for intj 0 j 3 j cout p1 i j cout endl 指针 可以写成 p1 i j 或p1 i j 22 例6 9二维数组举例 includeusingnamespacestd voidmain inta 2 3 11 12 13 21 22 23 int p1 a for inti 0 i 2 i for intj 0 j 3 j cout p1 cout endl 指针 在C 中这种赋值是错误的 23 以指针作为函数参数 以地址方式传递数据 可以用来返回函数处理结果 实参是数组名时形参可以是指针 指针与函数 24 例6 10 题目 读入三个浮点数 将整数部分和小数部分分别输出 includeusingnamespacestd voidsplitfloat floatx int intpart float fracpart intpart int x 取x的整数部分 fracpart x intpart 取x的小数部分 指针与函数 voidmain inti n floatx f cout x splitfloat x 25 指针与函数 运行结果 Enterthree 3 floatingpointnumbers4 7IntegerPartis4FractionPartis0 78 913IntegerPartis8FractionPartis0 913 4 7518IntegerPartis 4FractionPartis 0 7518 26 指针与函数 27 例 输出数组元素的内容和地址 include includeusingnamespacestd voidArray Ptr long P intn inti cout Infunc addressofarrayis unsignedlong P endl cout Accessingarrayusingpointers endl for i 0 i n i cout Addressforindex i is unsignedlong P i cout Valueis P i endl 指针与函数 voidmain longlist 5 50 60 70 80 90 cout Inmain addressofarrayis unsignedlong list endl cout endl Array Ptr list 5 28 运行结果 Inmain addressofarrayis6684132Infunc addressofarrayis6684132AccessingarrayusingpointersAddressforindex0is6684132Valueis50Addressforindex1is6684136Valueis60Addressforindex2is6684140Valueis70Addressforindex3is6684144Valueis80Addressforindex4is6684148Valueis90 29 30 指针型函数 当函数的返回值是地址时 该函数就是指针型函数 定义形式 返回值类型 函数名 参数表 函数体 指针与函数 31 指针型函数 includeusingnamespacestd char ch chars inti for i 0 s i 0 i if s i A break returns i voidmain char s ThbikAjiklom cout ch s endl 指针与函数 32 声明形式数据类型 函数指针名 含义 数据指针指向数据存储区 而函数指针指向的是程序代码存储区 指向函数的指针 指针与函数 33 例6 11函数指针 includeusingnamespacestd voidprint stuff floatdata to ignore voidprint message floatlist this data voidprint float floatdata to print void function pointer float voidmain floatpi float 3 14159 floattwo pi float 2 0 pi 指针与函数 print stuff pi function pointer print stuff function pointer pi function pointer print message function pointer two pi function pointer 13 0 function pointer print float function pointer pi print float pi 34 指针与函数 voidprint stuff floatdata to ignore cout Thisistheprintstufffunction n voidprint message floatlist this data cout Thedatatobelistedis list this data endl voidprint float floatdata to print cout Thedatatobeprintedis data to print endl 35 指针与函数 运行结果 Thisistheprintstufffunction Thisistheprintstufffunction Thedatatobelistedis6 283180Thedatatobelistedis13 000000Thedatatobeprintedis3 141590Thedatatobeprintedis3 141590 36 指针与函数 37 指向常量的指针 inti 13 intconst p 指向常量的指针变量注 不能通过指针来改变所指对象的值 指针所指向的对象的值 i的值 可以通过直接访问方式进行更新 指针本身的值也可以改变 可以指向另外的对象 指针 38 includeusingnamespacestd voidmain inti 13 int p 指针 includeusingnamespacestd voidmain inti 13 intconst p 此语句编译错误 指向常量的指针 39 char name1 John chars abc name1 s name1 1 charconst name1 John chars abc name1 s name1 1 错误 不能通过指向常量的指针改变所指向的对象的值 指针 指向常量的指针 char name1 John name1 abcdef name1 A 运行时错误 字符串常量的内容不能被改变 40 指针类型的常量 若声明指针常量 则指针本身的值不能被改变 例 char constname2 John name2 abc 错误 指针常量值不能改变 指针 41 对象指针 声明形式类名 对象指针名 例PointA 5 10 Piont ptr ptr 对象指针 42 对象指针应用举例 voidmain PointA 5 10 Point ptr ptr 对象指针 43 this指针 隐含于每一个类的成员函数中的特殊指针 明确地指出了成员函数当前所操作的数据所属的对象 当通过一个对象调用成员函数时 系统先将该对象的地址赋给this指针 然后调用成员函数 成员函数对对象的数据成员进行操作时 就隐含使用了this指针 this指针 44 this指针 例如 Point类的构造函数体中的语句 X xx Y yy 相当于 this X xx this Y yy this指针 45 this指针 一般的程序设计中 通常不直接使用this指针来引用对象成员 this是一个指针变量 因此在成员函数中 可以使用 this来标识正在调用该函数的对象 this指针 46 includeusingnamespacestd classPoint public Point intX intY intGetX returnX intGetY returnY private intX Y Point Point intX intY this X X this Y Y voidmain Pointp 4 5 cout p GetX ends p GetY endl this指针 47 Point Point intX intY this X X this Y Y coutGetX GetY cout endl cout this GetX ends this GetY cout endl this指针 效果是一样的 在类的成员函数中 可以使用this指针访问类中其它成员函数 48 指向类的非静态成员的指针 通过指向成员的指针可以访问对象的公有数据成员 声明指向成员的指针声明指向公有数据成员的指针类型说明符类名 指针名 声明指向公有函数成员的指针类型说明符 类名 指针名 参数表 指针 49 指向类的非静态成员的指针 指向数据成员的指针的赋值指针名 类名 数据成员名 上述赋值说明被赋值的指针是专门用于指向类中哪个数据成员的 同时在指针中存放该数据成员在类中的相对位置 指向函数成员的指针的赋值指针名 类名 函数成员名 指针 50 指向类的非静态成员的指针 includeusingnamespacestd classPoint public Point intxx 0 intyy 0 X xx Y yy intGetX returnX intGetY returnY public intX Y 指针 51 指针 voidmain PointA 4 5 Point p1 指向数据成员的指针 指向函数成员的指针 数据成员指针赋值 函数成员指针赋值 指向对象的指针 52 指向类的非静态成员的指针 通过对象名 或对象指针 与成员指针结合来访问数据成员 对象名 类成员指针名或 对象指针名 类成员指针名通过对象名 或对象指针 与成员指针结合来访问函数成员 对象名 类成员指针名 参数表 或 对象指针名 类成员指针名 参数表 指针 53 指向类的静态成员的指针 对类的静态成员的访问不依赖于对象可以用普通的指针来指向和访问静态成员例6 14通过指针访问类的静态数据成员例6 15通过指针访问类的静态函数成员 指针 54 includeusingnamespacestd classPoint public Point intxx 0 intyy 0 X xx Y yy countP Point Point 指针 P184例6 14 voidmain int count 55 指针 56 指针 P185例6 15 includeusingnamespacestd classPoint public Point intxx 0 intyy 0 X xx Y yy countP Point Point voidmain void gc Point GetC PointA 4 5 cout PointA A GetX A GetY gc PointB A cout PointB B GetX B GetY gc 57 指针 58 动态申请内存操作符new new类型名T 初值列表 功能 在程序执行期间 申请用于存放T类型对象的内存空间 并依初值列表赋以初值 结果值 成功 T类型的指针 指向新分配的内存 失败 0 NULL 动态存储分配 59 动态申请内存操作符new 动态存储分配 int point newint 2 等价于 int point point newint 2 注 动态分配了用于存放int类型数据的内存空间 同时在此空间中存入数值2 如果不指定初值可以写成 point newint 或point newint 60 动态申请内存操作符new 动态存储分配 Line line newLine 表示 调用默认的构造函数 默认的构造函数不存在则调用带有默认形参值的构造函数 上述两种函数都不存在 则创建动态存储区失败 61 释放内存操作符delete delete指针P功能 释放指针P所指向的内存 P必须是new操作的返回值 动态存储分配 62 includeusingnamespacestd classPoint public Point X Y 0 cout DefaultConstructorcalled n Point intxx intyy X xx Y yy cout Constructorcalled n Point cout Destructorcalled n intGetX returnX intGetY returnY voidMove intx inty X x Y y private intX Y 动态存储分配 动态创建对象 voidmain cout StepOne endl Point Ptr1 newPoint deletePtr1 cout StepTwo endl Ptr1 newPoint 1 2 deletePtr1 运行结果 StepOne DefaultConstructorcalled Destructorcalled StepTwo Constructorcalled Destructorcalled 63 动态存储分配 64 例6 17动态创建对象数组举例 includeusingnamespacestd classPoint 类的声明同上例 略 voidmain Point Ptr newPoint 2 创建对象数组Ptr 0 Move 5 10 Ptr 1 Move 15 20 cout Deleting endl delete Ptr 删除整个对象数组 动态存储分配 运行结果 DefaultConstructorcalled DefaultConstructorcalled Deleting Destructorcalled Destructorcalled 65 动态存储分配 例6 18动态数组类P189 includeusingnamespacestd classPoint 类的声明同例6 16 classArrayOfPoints public ArrayOfPoints intn numberOfPoints n points newPoint n ArrayOfPoints cout Deleting endl numberOfPoints 0 delete points Point 66 动态存储分配 voidmain intnumber cout number 创建对象数组ArrayOfPointspoints number 通过指针访问数组元素的成员points Element 0 Move 5 10 通过指针访问数组元素的成员points Element 1 Move 15 20 67 动态存储分配 运行结果如下 Pleaseenterthenumberofpoints 2DefaultConstructorcalled DefaultConstructorcalled Deleting Destructorcalled Destructorcalled 68 动态存储分配 69 动态创建多维数组 new类型名T 下标表达式1 下标表达式2 如果内存申请成功 new运算返回一个指向新分配内存首地址的指针 不是一个T类型的指针 而是一个指向T类型数组的指针 数组元素的个数为除最左边一维外各维下标表达式的乘积 例如 char fp 3 fp newchar 2 3 动态存储分配 char fp 3 fp fp 1 70 71 例6 19动态创建多维数组 includeusingnamespacestd voidmain float cp 9 8 inti j k cp newfloat 8 9 8 for i 0 i 8 i for j 0 j 9 j for k 0 k 8 k cp i j k i 100 j 10 k 通过指针访问数组元素 动态存储分配 for i 0 i 8 i for j 0 j 9 j for k 0 k 8 k 将指针cp作为数组名使用 通过数组名和下标访问数组元素cout cp i j k cout endl cout endl 72 动态存储分配 例6 19动态创建多维数组 73 动态存储分配函数 void malloc size 参数size 欲分配的字节数返回值 成功 则返回void型指针 失败 则返回空指针 头文件 和 动态存储分配 74 动态内存释放函数 voidfree void memblock 参数memblock 指针 指向需释放的内存 返回值 无头文件 和 动态存储分配 75 浅拷贝与深拷贝 浅拷贝实现对象间数据元素的一一对应复制 深拷贝当被复制的对象数据成员是指针类型时 不是复制该指针成员本身 而是将指针所指的对象进行复制 浅拷贝与深拷贝 76 includeusingnamespacestd classCopy public Copy p newint 2 voidsetP p 14 intshow return p private int p voidmain Copyc1 Copyc2 c1 cout c1 c1 show ends cout c2 c2 show endl c1 setP cout c1 c1 show ends cout c2 c2 show endl 77 includeusingnamespacestd classCopy public Copy p newint 2 Copy Copy voidmain Copyc1 Copyc2 c1 cout c1 c1 show ends cout c2 c2 show endl c1 setP cout c1 c1 show ends cout c2 c2 show endl 78 用字符数组存储和处理字符串 字符串 用字符数组处理字符串同C语言 charch 6 c h i n a charch 6 china charch 6 china 79 字符串的输入 输出 方法逐个字符输入输出将整个字符串一次输入或输出例 charc China cout c 注意输出字符不包括 0 输出字符串时 输出项是字符数组名 输出时遇到 0 结束 输入多个字符串时 以空格分隔 输入单个字符串时其中不能有空格 字符串 例如 程序中有下列语句 charstr1 5 str2 5 str3 5 cin str1 str2 str3 运行时输入数据 Howareyou 80 字符串 若改为 charstr 13 cin str 运行时输入数据 Howareyou 81 字符串 82 整行输入字符串 cin getline 字符数组名St 字符个数N 结束符 功能 一次连续读入多个字符 可以包括空格 直到读满N个